Просмотр полной версии : Диплексер
misha_globus
20.02.2015, 17:08
Здравствуйте, уважаемые форумчане!
В широкоизвестных конструкциях трансиверов (основных плат) последних лет все чаще и чаще используется диплексер, установленный после основного (первого) смесителя (см. картинку).
А технической литературы о диплексерах практически нет. Ну разве что у Рэда и в журнале -Радиолюбитель КВ и УКВ- (№10,11 - 2002).
В принципе, зачем он нужен, понятно (согласование сопротивлений входа и выхода, устранение побочных комбинационных частот (ненужных) на выходе смесителя. Непонятно только, насколько этот диплексер уменьшает побочные частоты? Насколько сильно фильтрация отличается, например, от элементарного двухзвенного полосового фильтра?
Суть диплексоров в том, что они не только фильтруют, но и терминируют ненужные компоненты на нагрузке 50 Ом (или другой). Если просто фильтровать, то тот компонент, который не пропустил фильтр, отразится от него и вернется снова в предстоящий узел (смеситель например), увеличив его IMD к примеру.
misha_globus
20.02.2015, 17:24
Суть диплексоров в том, что они не только фильтруют, но и терминируют ненужные компоненты на нагрузке 50 Ом (или другой). Если просто фильтровать, то тот компонент, который не пропустил фильтр, отразится от него и вернется снова в предстоящий узел (смеситель например), увеличив его IMD к примеру.
Это отличное замечание в мой адрес. Спасибо! Что-то об этом я подзабыл.
Можно ли сказать, что на выходе диплексера будет только полезная компонента, а всё остальное на выход не пролезет?
Для этого его и ставят в аппаратуре, где нужно обеспечить максимальные параметры, а не абы как.
Нарисуйте любой диплескор в электросхемном симуляторе, где есть обзор АЧХ, обратных потерь и всё станет ясно.
Igor-UGG
20.02.2015, 17:55
А технической литературы о диплексерах практически нет.
Данная схема по сути является фазовращателем. При изучении второй части курса основ теории цепей преподаватель (инженер кафедры ТОР) на практическом занятии специально обращал внимание на эту схему: при определённом соотношении комплексных сопротивлений параллельной и последовательной цепей (на частоте где выполняется это равенство) происходит изменение фазо-частотной характеристики цепи на 180 градусов. АЧХ цепи при этом остаётся неизменной в полосе частот около декады.
Основная задача этой цепи не фильтрация, а обеспечение неизменной нагрузки смесителя в широкой полосе частот.
Valery Gusarov
20.02.2015, 19:49
неизменной нагрузки смесителя в широкой полосе частот.
И на выходе УМ ставят, там немного другая комбинация-ФНЧ плюс ФВЧ с рассеивающим резистором.
И на выходе УМ ставят, там немного другая комбинация-ФНЧ плюс ФВЧ с рассеивающим резистором.
Интересно бы на схемку глянуть. Более чем конденсаторы и поглощающие резисторы в действующих конструкциях не видел. Фильтр Бунимовича - Яйленко - не в счёт.
RV4LX, на нашем сайте давно есть статья о ФНЧ с диплексерами (http://www.cqham.ru/diplerf.htm).
ЧТо до диплексеров в трансиверах, то это не "последние годы", а в 80 получило широкое применение, посмотрите на трансиверы Дроздова и прочие тех лет, там и расписано что к чему.
misha_globus
20.02.2015, 21:57
Поигрался и вот что наиграл.
Кому не сложно, объясните, что такое красная и синяя линии. И что нужно сделать, чтобы было мне счастье (применительно к данной схеме).
Вот считалка, делал когда-то для ознакомления с экселем, может кому пригодится. Еще вопрос как выполнить катушки, надо ли их экранировать. Как из статьи следует не надо добиваться большой добротности. Про практическую реализацию мало кто пишет. Приемник "мирового уровня" не считаю по политическим мотивам.
misha_globus
20.02.2015, 22:21
Вот считалка...
Посчитал и я. С моими данными абсолютно сошлось.
Насчет катушек: я собираюсь сделать две экранированные независимо друг от друга катушки.
А в приемнике "мирового уровня" есть только упоминание о диплексере и больше ничего.
Остается только вопрос о том, что я должен увидеть в идеале по осциллографу на выходе диплексера? Я увижу четкий резонанс от вращения сердечников катушек?
Последовательный контур нужно настроить на максимальный к.передачи. Параллельный - на минимальное шунтирование сигнала полезной частоты в точке, где подсоединяется к нему резистор.
misha_globus
20.02.2015, 22:53
Последовательный контур нужно настроить на максимальный к.передачи. Параллельный - на минимальное шунтирование сигнала полезной частоты в точке, где подсоединяется к нему резистор.
То есть я понял так:
1). Подключаем к выходу диплексера резонансный УПЧ на двухзатворнике (чтобы осциллограф не шунтировал смеситель с диплексером).
2). К выходу контура УПЧ подключаем осциллограф.
3). Вращаем сначала сердечник катушки последовательного контура диплексера, настраивая контур на максимальную передачу сигнала ПЧ.
4). Вращаем сердечник катушки параллельного контура и пытаемся повысить амплитуду сигнала на выходе УПЧ.
Если п.4 неправильный, то как технически контролируется шунтирование сигнала полезной частоты в ТОЙ точке?
Не так. На выходе диплексера тоже резистор, в этом весь цимес схемы. Так что осциллограф никого не зашунтирует.
misha_globus
20.02.2015, 23:05
Не так. На выходе диплексера тоже резистор, в этом весь цимес схемы. Так что осциллограф никого не зашунтирует.
Согласен. После диплексера R=51 Ом.
А как насчет п.4?
Лучше всё-таки взять 2 ГСС-а, подать на вход приёмника, добиться появления интермодуляционной компоненты и диплексером её максимально удавить. Если изначально не предвидятся данные телодвижения, лучше совсем забыть про диплексер и не забивать себе голову (ИМХО).
А как насчет п.4?В нагрузке допустим 51 ом и столько же добавится на входе при ненастроеном параллельном контуре. Выходное сопротивление ГСС примерно столько же. Изменение напряжения на выходе можно будет увидеть милливольтметром и осциллграфом, но не на слух. Думаю что проще будет точно замерить и подстроить индуктивность под имеющуюся емкость.
4). Вращаем сердечник катушки параллельного контура и пытаемся повысить амплитуду сигнала на выходе УПЧ.
Если п.4 неправильный, то как технически контролируется шунтирование сигнала полезной частоты в ТОЙ точке?
Можно и как вы предлагаете, а можно стать "ослом" в точку подключения резистора 51 ом и параллельного контура. Когда его частота резонанса будет совпадать с центром частоты ПЧ (подать с ГССа на вход диплексора ее), то параллельный контур будет ее минимально шунтировать. Т.е. работать как трап, пропускать все частоты, кроме резонансной.
Если есть настоящий анализатор спектра, можно еще "инженерней" настроить. Подать на вход приемника сигнал, а на выходе диплексора смотреть анализатором и крутить оба контура так, чтобы основной компонент ПЧ был максимален, а ненужные минимальны.
То есть я понял так:
Всё намного проще.
1. Подсоединяете к баластному резистору (51 Ом, который на землю идёт, включённый последовательно с параллельным контуром) осциллограф. У вас включено наоборот- на земле контур- подкорректируйте схему. Входное сопротивление осциллографа некритично.
2. Подаёте на вход диплексера промежуточную частоту.
3. Подстроечником параллельного контура добиваетесь минимума показаний осциллографа.
4. Фиксируете подстроечник параллельного контура.
5. Настраиваете по максимуму сигнала последовательный контур. Весьма желательно, чтобы при этом контроль уровня вёлся именно усилителем, который будет там стоять в дальнейшем, т. к., его входное сопротивление может несколько отличаться от 50 Ом.
6. Фиксируете подстроечник последовательного контура.
7. Всё. :super::lol:
195066
И максимум, и минимум находятся без проблем, они чётко определены и не размыты, кроме того, указанная методика полностью исключает какие- либо ложные настройки, чего нельзя сказать о тех предложениях, что были описаны ранее.
misha_globus
22.02.2015, 22:30
Всё намного проще...
Действительно это самый подходящий для меня способ настройки. И за это огромное спасибо!
и минимум находятся без проблемНу-ну;-)
методика полностью исключает какие- либо ложные настройкиЭто как роды принимать по книжке: вроде вот то место и понятно, что должно получиться, но когда начнётся - "доктор" в прострации.
Строго говоря, генераторов надо минимум три. Я упростил, дабы не пугать оппонента. И тонкостей в настройке много, от фазового шума VFO до возможности получить интермоду не только со смесителя. Из моего опыта, не всегда минимум подавления мусора совпадает с настройкой контуров. Хоть в 1дб, но разница есть. Да и понимание происходящего приходит с лабработами. А то тут есть деятели, которые умудряются избирательность одним генератором измерять. Видимо по увеличению уровня шума:smile:
Строго говоря, генераторов надо минимум три.
А почему только три? :ржач:
Больше "на любителя":crazy:
Вообще-то правильные диплексоры обычно никто не настраивает. Они настолько широкополосны, что при любом разумном допуске элементов (+-5%) попадают куда надо. У них добротности редко превышают 4. В комбинации с мостом для подавления отраженки от подчисточного фильтра.
Не зная заранее "правильный" диплексер или нет, настраивал по критерию:
уровень "нужной" ПЧ максимальный и минимальный для "не нужной" ПЧ
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?5062-%D1%EC%E5%F1%E8%F2%E 5%EB%FC-%ED%EE%E2%FB%E9-%E2%E7%E3%EB%FF%E4-%E8%EB%E8-%EF%EE%E2%F2%EE%F0%E 5%ED%E8%E5-%EF%F0%EE%E9%E4%E5%E D%ED%EE%E3%EE&p=997190&viewfull=1#post99719 0
Не зная заранее "правильный" диплексер или не
Критерий правильности, на мой взгляд, вполне очевиден, оптимизация должна вестись по двум направлениям:
1. Максимальный коэффициент передачи на ПЧ к первому каскаду.
2. Входное сопротивление как можно ближе к 50 Ом в широком диапазоне частот.
И, давным- давно, по этим критериям рассчитаны оптимальные соотношения индуктивностей. Так, например, у того же Рэда на 9 МГц предлагается 1.66 мкГн и 188 пФ последовательный контур, и 0.41 мкГн и 763 пФ- параллельный.
Вообще-то правильные диплексоры обычно никто не настраивает.
При добротности катушек 50, и разбросе ёмкостей 2%, индуктивностей- 5%, потери пропускания не хуже 0.44 дБ, макс. КСВ по входу 1.35. Если этого достаточно, то можно дальше не напрягаться, но, после точной подстройки, затухание можно снизить до 0.34 дБ, КСВ- практически, до единицы (1.06 максимум), поэтому, делать бесподстроечный диплексер для серьёзного приёмника, я бы не рискнул. Кроме того, не стоит забывать и про интермодуляцию, и применять качественные сердечники и конденсаторы. Опять же, стоит хорошо подумать, можно ли в качественном аппарате применять в этом узле СМД элементы. :crazy:
Оба указанных выше критерия, легко достигаются по предложенной мною методике, поэтому, все предложения переусложнить процесс настройки, на мой взгляд, безосновательны. :lol:
195207
195208
все предложения переусложнить процесс настройки, на мой взгляд, безосновательны."Изобрели" вы, скажем, новый приёмник! И знаете, что там высокоуровневый смеситель, способный переварить 2В на входе. И кварцевый фильтр супер. И гетеродин кварцованый:smile: Ну грех его не обмерить по всем параметрам! А методики измерений как раз и представляют тот самый "переусложнённый процесс настройки". Нет, можно конечно взять цифры с потолка, ктож их проверит? Но, как часто бывает, наставил конструктор всего самого-самого, а реально начинает измерять и видит лажу. То эммитерный повторитель загенерил, то наводка на неудачно проложенный провод. Не учесть всех нюансов без измерений (ИМХО).
А методики измерений как раз и представляют тот самый "переусложнённый процесс настройки".
Повторю ещё раз- настраивать диплексер с помощью нескольких генераторов- явное извращение. Правильно сделанный смеситель предъявляет к своей нагрузке единственное требование- иметь заданное сопротивление во всей полосе возможных выходных частот. Это требование легко выполнить с помощью ОДНОГО генератора и осциллографа. Вылавливать локальные минимумы интермодуляции путём кривой настройки диплексёра недопустимо, т. к., поймав лишние пару децибел в одном месте, мы десяток проиграем в другом. Ну, а самым эстетам, если очень хочется чего- то супер-пупер, можно порекомендовать после подстройки параллельного контура по описанной мною методике, включить на вход диплексёра КСВ- метр, и добиться единичного КСВ на ПЧ. Можно после этого, и панорамником глянуть, но, при правильных номиналах (см. того же Рэда), всё это абсолютно ни к чему.
Другой вопрос- если кривизны налепили, типа того что входное сопротивление первого УПЧ заметно отличается от номинального сопротивления смесителя, сам смеситель оптимален не на тот номинал сопротивления, что даёт ему последующая схема, в диплексёр поставили не оптимальные номиналы, вот тут и приходится извращаться многими генераторами для настройки диплексёра. Лично я кривизну не делаю, мои конструкции обязаны быть повторяемыми, поэтому, и кучи генераторов для настройки линейной цепи под названием диплексёр мне не нужно.
Ну я все-таки предпочитаю более обобщенную схему диплексора. С возможностью подбирать добротность - на схеме n.
Но. Для широкополосных устройств, коим является КВ тракт, такой диплексор - мертвому припарка. Ибо на многих частотах попадаем на пораженки при большинстве разумных выборах частоты ПЧ, которые попадают в полосу прозрачности диплексора даже с добротностью более 5 (а значит и с более высокими потерями и необходимостью тщательной настройки). Поэтому приходится добавлять и фазовое подавление отраженки от фильтра ФОС или подчисточного обратно в смеситель.
Для широкополосных устройств, коим является КВ тракт, такой диплексор - мертвому припарка.
И всё- таки, основная задача этого узла не фильтрация поражёнок, а корректная утилизация ненужной боковушки, при поддержании оптимального нагрузочного сопротивления для смесителя (для Вашей схемы- и выходного сопротивления источника сигнала для УПЧ), а уровень боковушки заметно превышает все вместе взятые поражёнки. Боковушку подобные устройства успешно съедят, не пропустив её в последующий каскад, заметно повысив его динамику, а ФОС всё- таки, лучше ставить за первым каскадом УПЧ, тогда и проблемы с отражением от него, будут, в известной степени, минимизированы...
И всё- таки, основная задача этого узла не фильтрация поражёнок, а корректная утилизация ненужной боковушки, уровень которой заметно превышает все вместе взятые поражёнки.
Есть мнение, что очень полезное свойство это уменьшение уровня "пролаза" сигнала гетеродина
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?5062-%D1%EC%E5%F1%E8%F2%E 5%EB%FC-%ED%EE%E2%FB%E9-%E2%E7%E3%EB%FF%E4-%E8%EB%E8-%EF%EE%E2%F2%EE%F0%E 5%ED%E8%E5-%EF%F0%EE%E9%E4%E5%E D%ED%EE%E3%EE&p=996537&viewfull=1#post99653 7
Есть мнение, что очень полезное свойство это уменьшение уровня "пролаза" сигнала гетеродина
Это тоже бесспорно, но актуально в малодинамичных схемах, т. к., при работе с высокими входными уровнями, и неубитым балансным смесителем, уровень ненужной частоты преобразования на выходе смесителя заметно превышает уровень гетеродина...;-)
уровень ненужной частоты преобразования на выходе смесителя заметно превышает уровень гетеродина...;-)
Выглядит примерно так. Нет диплексера, нагрузка 50 Ом.
http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?attac hmentid=166975&d=1393098049
Выглядит примерно так
Да...:пиво:
Valery Gusarov
23.02.2015, 15:17
Есть мнение
Тоже есть, диплексер-первый УПЧ и фильтр четырехкристалльный, меньше колебания импеданса. Далее-по вкусу, я два по 6 через каскад.
И второй фильтр в квадратуре в качестве диплексора ставят, лично не пробовал. Мне тогда штук шесть идентичных полностью надо, при моем тракте...:roll:
(Сорри-все стоит строительство его по некоторым причинам:oops:.)
а корректная утилизация ненужной боковушки, Тут я не въехал. Я могу квадратурник с малыми потерями сделать максимум с полосой процентов на 10-15 от ПЧ (если не заморачиваться сложными мостами высоких порядков, но там и потери повыше). Боковушка в схемах с преобразованием вверх на КВ сюда на большинстве диапазонов не попадает. А фазовое подавление - как раз со спурами в полосе где-то +-5% от ПЧ, где диплексор, как правило, не работает, но в этой полосе есть отражение от послесмесительного фильтра (для простоты - не важно какого)
Я могу квадратурник
Да тут, вроде бы, классику обсуждают- смеситель- диплексер- первый УПЧ- кварцевый фильтр. Про какую квадратуру Вы писали? ;-)
Valery Gusarov
23.02.2015, 19:22
Про какую квадратуру Вы писали?
Ту же, о которой я Вас с года полтора тому на сайте Александра спрашивал-параметры фазовращателей под частоты и импедансы считали.:-P
Второй фильтр сопряженный...
с года полтора
Да тут жизнь такая весёлая, что я даже то, что самому себе неделю назад делал, не вспомню...;-) :lol::пиво:
Сейчас глянул- а у меня в Маткаде есть все эти диплексеры, а я зачем- то в RFSimm их моделирую...:bad:
195247
Valery Gusarov
23.02.2015, 19:40
195245
misha_globus
05.03.2015, 19:15
Прошло время! Подведем итог.
Сделал все очень аккуратно, самое главное - все номиналы L и С были выдержаны достаточно точно.
Но НЕ ПОШЛО!!! Не смог найти резонансы вообще. Пришлось все переделать на обычных 2 параллельных контура с емкостоной связью между собой.
Там резонансы нашлись влет и оказались очень четкими.
Не смог найти резонансы вообще.
Поподробней, какой резонанс Вы искали? ;-) Самый первый...
Пришлось все переделать на обычных 2 параллельных контура с емкостоной связью между собой.а зачем? Вы не диплексию:smile: сделали, а нагрузили смеситель на резонансный фильтр, который удавит ДД на 10дб минимум.
который удавит ДД на 10дб минимум
Всё правильно...:crazy: Одна только радость будет- ненужная боковушка не попадёт на вход УПЧ. :lol:
Зато меситель будет пыжиться все сигналы на входе запихать в узкие ворота этого ПФ. А с боковушкой тот (http://www.cqham.ru/forum/attachment.php?attac hmentid=195247&d=1424709767) диплексер бы и так справился бы. Тока скока там грязи помимо боковушки? Ежели ещё и с меандром в LO...
misha_globus
07.03.2015, 14:17
Тока скока там грязи помимо боковушки?
Вы сами и ответили. Просто мне грязь побочная вообще не нужна.
Я не верно выразился, имея ввиду зеркалку.
Вот такую штуковину насчитал. Конденсатор в последовательном контуре чуть больше расчетного, но другого нет. Теперь вопрос надо ли катушки обязательно в экранах ставить? Имеются каркасы от старых телевизоров диаметром 8 мм. Или обязательно броневые искать?
Valery Gusarov
23.03.2015, 20:30
Достаточно общего экрана на весь узел...
Powered by vBulletin® Version 4.1.12 Copyright © 2024 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot